沐若水電站RCC大壩施工關(guān)鍵技術(shù)分析

郭 峰

（中國水利水電第八工程局有限公司 長沙市 410007）

1 工程概況

沐若（Murum）水電站工程地處馬來西亞婆羅洲島的沙撈越州，壩址位于拉讓（Rajang）河流域源頭沐若河上。工程總體布置由RCC 重力壩、壩身無閘控表孔泄洪、左岸布置一條導(dǎo)流洞、壩后生態(tài)電站以及下游12.0 km 處右岸地面式廠房、右岸引水系統(tǒng)等建筑物組成。

碾壓混凝土大壩壩頂長度439.98 m，最大壩高146.0 m，共分23 個(gè)壩段，由左岸非溢流壩段、河床溢流壩段和右岸非溢流壩段組成。

大壩混凝土施工高峰月混凝土澆筑強(qiáng)度將超過12 萬m3，高峰年混凝土施工計(jì)劃將突破110 萬m3，如何在多雨的氣候條件下優(yōu)質(zhì)完成大壩碾壓混凝土施工，是確保沐若大壩工程如期完工的關(guān)鍵。

2 施工條件

2.1 地域經(jīng)濟(jì)條件

沐若水電站工程位于馬來西亞婆羅洲島原始熱帶森林地區(qū)，人跡罕至。距離壩址最近的城市約200 km，交通條件較差，建筑市場經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)，施工原材料、設(shè)備及勞動力缺乏，施工資源組織較為困難，主材供應(yīng)沒有可靠保障。

2.2 地形條件

大壩所在河段兩岸谷坡大體對稱，左岸谷坡總體坡度約為46°，右岸谷坡總體坡度約為34°，兩岸上游地形總體平緩，高程494 m 以下適合于采用自卸汽車從上游直接運(yùn)輸RCC 入倉，高程494 m以上地形較陡，需采用滿管溜槽入倉。

2.3 天然建材條件

由于壩區(qū)及近壩區(qū)大范圍皆為第四系及砂、頁巖分布區(qū)，河床內(nèi)也不存在可利用的天然砂礫石料，大壩所需混凝土骨料只能采用砂巖料作為人工骨料。

砂巖作為混凝土骨料存在的主要問題是在進(jìn)行細(xì)骨料加工時(shí)石粉含量偏高，需對骨料加工系統(tǒng)進(jìn)行專門工藝研究，這樣不僅會增加投資，還會影響RCC 施工。

2.4 水文氣象條件

根據(jù)沐若工程2008年開工以來降雨量統(tǒng)計(jì)資料及當(dāng)?shù)厮臍庀笳?954～1992年的水文氣象資料統(tǒng)計(jì)： 沐若河流域多年平均降水量為4 456 mm，最大降雨量5 934 mm，最小降雨量3 898 mm，流域每年降雨天數(shù)多達(dá)248 天，降雨頻率高，其中大于102 mm/h 和202 mm/h 的平均降雨天數(shù)為60 d 和25 d。全年降雨中，約一半的降雨歷時(shí)超過1 h，1/4的降雨歷時(shí)超過2 h。降雨呈微弱季節(jié)性變化，雨季降雨高峰出現(xiàn)在12月份至次年3月份之間，6～8月份為相對旱季，降雨較少，最干旱的月份平均降雨量至少60 mm。

工程所在區(qū)域?qū)贌釒Ъ撅L(fēng)氣候，年平均氣溫為26.5℃，季節(jié)性溫度變化不大，全年各月平均氣溫為（25.8～27.1）℃；歷年各月最高月平均氣溫為（29.4～31.5）℃。年平均日照時(shí)間為5.8 h/d，各月平均日照時(shí)間為（5.1～6.7）h/d。年平均相對濕度86.7%，各月平均相對濕度為85.5%～88.1%。工程所在區(qū)域各月最大風(fēng)速為（2.8～3.6）m/s。

2.5 壩型設(shè)計(jì)布置條件

（1）由于大壩壩基節(jié)理裂隙發(fā)育，要求對整個(gè)壩基采取有蓋重固結(jié)灌漿處理，蓋重混凝土厚度不低于2.5 m。固結(jié)灌漿施工對RCC 澆筑上升影響很大。

（2）（410～422）m 高程布置四縱四橫灌漿排水廊道，以滿足基礎(chǔ)帷幕灌漿、排水、壩內(nèi)交通和觀測需要。壩體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對RCC 澆筑上升有一定影響。

3 亟需解決的重大技術(shù)難題

（1）砂巖細(xì)骨料石粉含量控制。

本工程大壩RCC 使用砂巖人工骨料，人工砂采用干法生產(chǎn)。骨料加工系統(tǒng)投產(chǎn)后，采取了各種措施進(jìn)行多次改造與完善，人工砂石粉含量仍保持在25%左右。若要進(jìn)一步降低人工砂石粉含量，需對大壩砂石骨料加工系統(tǒng)進(jìn)行工藝研究與較大的系統(tǒng)改造，不僅會增加投資成本，而且會延緩RCC 開倉澆筑的時(shí)間，影響工程總體進(jìn)度。

（2）混凝土溫控與層面結(jié)合控制。

本工程所在地全年氣溫高，日照時(shí)間長、強(qiáng)度大，若不采取措施，在混凝土運(yùn)輸過程及澆筑過程中因太陽輻射而導(dǎo)致的溫升對混凝土入倉溫度及澆筑溫度影響極大，無法滿足溫度控制要求；在攤鋪、碾壓及養(yǎng)護(hù)等工序施工過程中會造成層面失水泛白，影響層間結(jié)合質(zhì)量，進(jìn)而影響到大壩抗滑穩(wěn)定性。

（3）多雨環(huán)境下RCC 的施工管理。

壩址區(qū)全年2/3 以上的時(shí)間都在下雨，且強(qiáng)度較大，在國內(nèi)外類似工程中極為罕見。因降雨而導(dǎo)致混凝土含水超標(biāo)、壓實(shí)不均，強(qiáng)度降低，同時(shí)易產(chǎn)生薄弱夾層的質(zhì)量問題是本工程需要解決的重點(diǎn)及難點(diǎn)。而且降雨阻斷RCC 連續(xù)上升，嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，給施工組織管理帶來巨大壓力與挑戰(zhàn)。

（4）層間間歇期控制。

由于當(dāng)?shù)厥袌鼋?jīng)濟(jì)及交通條件的限制，RCC 澆筑施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)水泥、粉煤灰等原材料供應(yīng)短缺，直接導(dǎo)致層間長間歇，在本來是弱約束區(qū)的混凝土倉面給新澆混凝土造成了“基礎(chǔ)強(qiáng)約束”，新澆混凝土在降溫收縮過程中因受老混凝土基礎(chǔ)強(qiáng)約束產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生貫穿基礎(chǔ)的垂直水流方向的裂縫。如何盡量避免原材料供應(yīng)不暢而導(dǎo)致的層間長間歇以及對長間歇層層面進(jìn)行保護(hù)，減小倉面裂縫發(fā)生的幾率，節(jié)省裂縫處理時(shí)間，加快施工進(jìn)度，是該地區(qū)修建RCC 重力壩面臨的又一難題。

（5）壩體結(jié)構(gòu)、蓋重固結(jié)灌漿對工期的影響。

由于本工程壩基地質(zhì)條件的復(fù)雜性及特殊性，壩基全范圍內(nèi)固結(jié)灌漿及多條廊道的布置對工期的制約影響尤為突出，在國內(nèi)外RCC 重力壩施工中也首屈一指。如何科學(xué)管理、合理安排，并采取適當(dāng)?shù)膶I(yè)技術(shù)措施，將其對工期的制約減小到最低限度，是進(jìn)度控制的又一難題。

4 本工程成功實(shí)施的關(guān)鍵技術(shù)

（1）在RCC 配合比中內(nèi)摻石粉技術(shù)。

通過開展內(nèi)摻石粉RCC 配合比試驗(yàn)、施工工藝試驗(yàn)、施工應(yīng)用研究等一系列試驗(yàn)研究，最終確定用于大壩RCC 的砂巖人工砂石粉含量控制在22%～27%。大壩骨料加工系統(tǒng)只需增加簡便裝置，將砂中少量的石粉篩洗，即可生產(chǎn)出符合工程質(zhì)量要求的成品砂，不需要對骨料加工系統(tǒng)進(jìn)行較大的工藝改造，技術(shù)性地為工程施工贏得了寶貴時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了主體大壩RCC 混凝土開澆的節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。因此，該技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅解決了石粉含量偏高帶來的質(zhì)量問題，而且為RCC 開澆創(chuàng)造了先決條件。

（2）高溫環(huán)境下RCC 溫控與失水控制技術(shù)。

針對本工程所在地全年氣溫高、日照時(shí)間長、強(qiáng)度大等特點(diǎn)，為解決RCC 運(yùn)輸及澆筑過程中溫度回升過快無法滿足溫度控制要求及各工序施工過程中層面易失水泛白影響層間結(jié)合質(zhì)量的問題，本工程采取了如下措施應(yīng)對：

①優(yōu)化混凝土配合比，選用高效緩凝劑延緩RCC 初凝時(shí)間。

②對骨料一次風(fēng)冷降低拌和物出機(jī)口溫度。

③對混凝土運(yùn)輸機(jī)具全程覆蓋保溫以減少溫度回升。

④在倉面內(nèi)采用移動靈活可動態(tài)控制噴霧強(qiáng)度的高壓沖毛槍降溫保濕，改善倉面環(huán)境溫度與濕度。

⑤采用斜層平推法施工，減小攤鋪、碾壓面積，縮短層間間歇時(shí)間。

⑥合理安排開倉時(shí)間，避開白天高溫時(shí)段澆筑混凝土。

（3）優(yōu)化施工程序、廊道預(yù)制技術(shù)。

大壩混凝土分壩段分區(qū)進(jìn)行澆筑，不受傳統(tǒng)的RCC 大壩施工從基坑通倉澆筑整體上升的技術(shù)思路約束，各壩段填塘及墊層混凝土先期澆筑，為有蓋重固結(jié)灌漿提前創(chuàng)造條件，基本上避免了對RCC 后期通倉快速上升產(chǎn)生的干擾。除局部接頭部位采用現(xiàn)澆廊道外，大壩其余部位均采用預(yù)制廊道，可根據(jù)倉面條件適時(shí)安裝，靈活調(diào)度，避免影響RCC 倉內(nèi)運(yùn)輸交通及澆筑上升。充分利用大壩上游平緩地形，壩體RCC 主要采用自卸汽車從大壩上游面入倉，并自行設(shè)計(jì)定型封倉模板，解決了從大壩上游面入倉導(dǎo)致的施工速度緩慢與外觀質(zhì)量難以保證的難題。

（4）多雨環(huán)境下RCC 施工管理措施。

為解決全年多雨氣候條件下RCC 澆筑施工遇到的質(zhì)量與進(jìn)度難以保證的問題，本工程采取了以防為主，防排結(jié)合，工藝技術(shù)支持的綜合措施：對混凝土原材料及拌和物運(yùn)輸全程采用雨篷防護(hù)； 加強(qiáng)天氣預(yù)報(bào)工作，當(dāng)降雨量超過3 mm/h 時(shí)停止鋪筑、碾壓施工；倉面配備足夠的防雨布及自制攤鋪滾筒，并組建覆蓋、排水專業(yè)隊(duì)伍，下雨后能快速響應(yīng)及時(shí)覆蓋；減小倉面面積，采用斜層平推工藝，對模板進(jìn)行改造，以達(dá)到縮短覆蓋防雨布時(shí)間，便于倉面排水以及雨后減少清除廢棄碾壓混凝土的目的； 試驗(yàn)室加大對骨料含水率的檢測頻率，動態(tài)調(diào)整RCC 工作度，滿足混凝土工作性能及施工質(zhì)量的要求；雨后恢復(fù)施工前，應(yīng)檢查全面，處理有序，遵循先補(bǔ)碾后清除的原則，盡量縮短倉面清理準(zhǔn)備時(shí)間。

實(shí)踐證明，采取以上施工措施后，在保證質(zhì)量的前提下，沐若水電站碾壓混凝土壩月最高施工強(qiáng)度達(dá)到了11.6 萬m3（2011年10月）。

5 結(jié) 語

自2011年1月25日開澆首倉RCC，經(jīng)過近3年的工程建設(shè)，沐若水電站RCC 大壩順利到頂，完成了節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。從工程施工階段性總報(bào)告來看，不同約束區(qū)RCC 混凝土溫控效果及鉆孔取芯試驗(yàn)成果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)，受到業(yè)主及專家一致好評。本文從施工角度對地處熱帶雨林地區(qū)的馬來西亞沐若水電站RCC 大壩的施工條件、特點(diǎn)、關(guān)鍵施工技術(shù)及工程措施進(jìn)行分析和小結(jié)，僅供同行參考。